CN110006554A - 一种温度计校准装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温度计校准装置和方法，涉及计量领域，方法包括步骤：读取所述第一温度传感器采集的第一温度；读取所述第二温度传感器采集的第二温度；将所述第一温度和所述第二温度带入校准函数中，读取环境温度值，本发明通过采用设置第一温度传感器和第二温度传感器测量第一温度和第二温度，并通过校准函数对温度计的测量值进行校准，测量结果更加准确。

Description

一种温度计校准装置和方法
技术领域
本发明涉及计量技术领域，尤其是一种温度计校准装置和方法。
背景技术
温控器或数字温度计一般采用在电路板上放置温度传感器来测量温度，由于电路板中一些元器件存在发热现象，会导致温度传感器测量的结果出现误差。传统的解决方法是通过在测量值的基础上叠加一个固定的常数的方法进行校准，然而，由于在不同的温度环境下，产品本身与外界环境热交换的速度不同，采用这种方法测量出的环境温度误差较大。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种测量精度高的温度计校准装置。
为此，本发明的第二个目的是提供一种测量精度高的一种温度计校准方法。
本发明所采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种温度计校准装置，包括：壳体、第一温度传感器、第二温度传感器和主控模块，所述主控模块分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器设置于PCB板上，且受所述PCB板的发热源的影响相等，所述PCB板设置于所述壳体内，所述壳体在所述第一温度传感器对应位置设置开口，用于增加所述第一温度传感器与外界空气接触。
第二方面，本发明提供一种温度计校准方法，包括：
读取所述第一温度传感器采集的第一温度；
读取所述第二温度传感器采集的第二温度；
将所述第一温度和所述第二温度带入校准函数中，读取环境温度值。
进一步地，所述校准函数由第一温度、第二温度和环境温度采用数值拟合方法确定。
进一步地，所述数值拟合方法包括：线性拟合法和/或最小二乘法和/或多项式拟合法。
进一步地，所述校准函数包括：T＝Tsensor1-(-0.68*(Tsensor2-Tsensor1)+4.92)，其中T为环境温度，Tsensor1为所述第一温度，Tsensor2为所述第二温度。
第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令用于使计算机执行所述的一种温度计校准方法。
第四方面，本发明提供一种温度计，其特征在于包括所述的温度计校准装置。
本发明的有益效果是：
本发明通过采用设置第一温度传感器和第二温度传感器测量第一温度和第二温度，并通过校准函数对温度计的测量值进行校准，测量结果更加准确。
附图说明
图1是本发明中一种温度计校准装置的一具体实施例的结构示意图；
图2是本发明中一种温度计校准方法一具体实施的流程图；
图3是本发明中一种温度计校准方法一具体实施例中数据拟合的。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，图1为本发明中一种温度计校准装置的一具体实施例的结构示意图，包括壳体(图中未示出)、第一温度传感器、第二温度传感器和主控模块(图中未示出)，所述主控模块分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器设置于PCB板上，且受所述PCB板的发热源的影响相等，所述PCB板设置于所述壳体内，所述壳体在所述第一温度传感器对应位置设置开口，用于增加所述第一温度传感器与外界空气接触。
第一温度传感器和第二温度传感器与PCB板的主要热源(如一些发热元器件等)距离相等，以确保热源到第一温度传感器的热阻R1和热源到第二温度传感器的热阻R2相等。针对第一温度传感器进行隔离设计，并在壳体的第一温度传感器对应的位置设置开口，增加第一温度传感器与外界空气接触。
通过实验的方法记录环境温度T、第一温度传感器采集的第一温度Tsensor1和第二温度传感器采集的第二温度Tsensor2，并通过数值拟合的方法计算环境温度T、第一温度Tsensor1和第二温度Tsensor2之间的函数关系，将函数关系输入到主控模块中。测量温度时，主控模块将第一温度Tsensor1和第二温度Tsensor2带入函数中，得到校正的环境温度，与传统直接叠加一个常数进行校准的温度测量方法相比，考虑到了不同环境温度下，热交换的速度不同的问题，测量的结果更加精确。
本发明还公开了一种温度计校准方法，如图2所示，包括步骤：
S1，读取所述第一温度传感器采集的第一温度；
S2，读取所述第二温度传感器采集的第二温度；
S3，将所述第一温度和所述第二温度带入校准函数中，读取环境温度值。
当环境温度与第一温度传感器的采集的第一温度Tsensor1相等时，第一温度传感器和外界环境之间没有热交换，此时第一温度传感器采集的第一温度Tsensor1和第二温度传感器采集的第二温度Tsensor2相等，无需对传感器测量的结果进行校正。
当环境温度T小于传感器温度时，热量从第一温度传感器传递到外部环境中，当外部环境的温度越低，热传递的速度越快，第二温度Tsensor2和第一温度Tsensor1的差值ΔT0越大，ΔT0＝Tsensor2-Tsensor1。
当环境温度小于传感器温度时，环境温度T＝Tsensor1-ΔT，其中ΔT为补偿值，通过实验数据，借助数据拟合的方法可以得出补偿值ΔT与两个温度传感器测量结果的差值ΔT0的函数关系。
当环境温度高于传感器温度时，热量从环境传递到第一温度传感器，原理与上述相同，在此不再赘述。
以测试的一组数据为例，如下表(温度单位为摄氏度)：
补偿值ΔT与温度传感器测量结果的差值ΔT0如图3所示，考虑到计算的复杂度和校正的精度，采用本实施例中采用线性拟合算法拟合补偿值ΔT与温度传感器测量结果的差值ΔT0的关系，求出关系式为：
ΔT＝-0.68×ΔT0+4.92，进而，环境温度T＝Tsensor1-(-0.68*(Tsensor2-Tsensor1)+4.92)。
在其他实施例中，拟合算法还可以采用最小二乘法和/或多项式拟合法进行拟合，具体方式可综合考量计算复杂度和需要达到的校准结果精度。
本发明中还公开了一种计算机可读介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的温度计校准方法。
本发明中还包括一种温度计，包括如上述的温度计校准装置。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种温度计校准装置，其特征在于，包括：壳体、第一温度传感器、第二温度传感器和主控模块，所述主控模块分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器设置于PCB板上，且受所述PCB板的发热源的影响相等，所述PCB板设置于所述壳体内，所述壳体在所述第一温度传感器对应位置设置开口，用于增加所述第一温度传感器与外界空气接触。
2.一种温度计校准方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种温度计校准装置，包括步骤：
读取所述第一温度传感器采集的第一温度；
读取所述第二温度传感器采集的第二温度；
将所述第一温度和所述第二温度带入校准函数中，读取环境温度值。
3.根据权利要求3所述的一种温度计校准方法，其特征在于，所述校准函数由第一温度、第二温度和环境温度采用数值拟合方法确定。
4.根据权利要求2所述的一种温度计校准方法，其特征在于，所述数值拟合方法包括：线性拟合法和/或最小二乘法和/或多项式拟合法。
5.根据权利要求2所述的一种温度计校准方法，其特征在于，所述校准函数包括：T＝Tsensor1-(-0.68*(Tsensor2-Tsensor1)+4.92)，其中T为环境温度，Tsensor1为所述第一温度，Tsensor2为所述第二温度。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求2至5任一项所述的方法。
7.一种温度计，其特征在于，包括如权利要求1所述的温度计校准装置。
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